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青松岭镇花市村崩塌地质灾害特征及稳定性分析

2018-11-05陈芬芬王亚民

西部资源 2018年4期
关键词:空面危岩节理

陈芬芬 王亚民

摘要:治理区位于燕山山脉中段,属构造剥蚀低山地貌,其微地貌单元属低中山侵蚀切割沟谷地貌,区内总体地势东西高南北低,局部巖石裸露,地质灾害频发。本文对地质灾害发育特征与运动特征进行详细分析,进而对危岩形成的影响因素及形成机制分析,最后对危岩稳定性进行深入研究,研究结果为改善生态环境,做好防灾减灾工作提供有力支撑。

关键词:崩塌;地质灾害特征;稳定性分析;青松岭镇花市村

治理区位于兴隆县西南部,燕山山脉东段,直距兴隆县17.8km,治理区内有村村通道路与外界津兴线公路相通,交通较便利,崩塌点时有滚石下落,严重威胁过往车辆及行人的人身财产安全,急需进行治理,清除隐患。

1.地质灾害特征

1.1发育特征

兴隆县青松岭镇花市村地质灾害应急排险工程有危岩体两处(WY1、WY2):WY1海拔476m~574m,危岩体分布长度约170m,最大高差约42m;危岩体上部岩层破碎严重,形成多条宽度大于2cm的裂隙,裂隙上下贯通,节理裂隙发育,部分危岩体下部已可见明显的滑动面及临空面,易形成倾倒式崩塌;WYl危岩体落差5m~42m,危岩体总方量约为8670m3

WY2海拔460m~523m,危岩体分布长度约160m,最大高差约51m;WY2由于修路时对山体开挖形成多块外倾的危岩体,危岩体下方形成临空面,岩体风化破碎严重,节理裂隙发育;且WY2危岩体不是单体,岩石节理发育严重;大部分危岩体裂缝是上下贯通,下部局部悬空,形成凹岩腔,岩体中外倾结构面发育,在外倾结构面的影响下,下部岩层倾向外倾形成顺层坡面,易形成滑移式崩塌、掉块等不良地质现象;WY2危岩体落差10m~51m,危岩体方量约为12960m3

1.2运动特征

通过对花市村崩塌危岩的实地地质调查,其危岩体主要有以下特征。该崩塌点有危岩体两处WY1、WY2。

WY1危岩体上部岩层破碎严重,形成多条宽度大于2cm的裂隙,裂隙上下贯通,裂隙存在扩张的趋势;危岩体表层有不同程度裂隙,主要由节理裂隙相互交错切割形成;部分危岩体下部已可见明显的滑动面及临空面,危岩体近于直立,局部危岩外倾,其上方分部5处浮石。WY2产状301°<75°,危岩体下方形成临空面,岩体风化破碎严重,节理裂隙发育;且WY2危岩体不是单体,岩石节理发育严重;大部分危岩体裂缝是上下贯通,下部局部悬空,形成凹岩腔,岩体中外倾结构面发育,在外倾结构面的影响下,下部岩层倾向外倾形成顺层坡面,易形成滑移式崩塌、掉块等不良地质现象;悬空面上部危岩体近于直立,局部危岩外倾,其上方分部7处浮石。

在平面上表现为变形范围较大,垂直方向上变形破坏大的特点。在变形方式上集中反映为受裂隙控制特点。破坏方式主要以倾倒式崩塌为主。

2.危岩形成的影响因素及形成机制分析

据勘查区所处的地质环境分析,危岩体的形成包括内部条件和外部条件两类,内部条件包括地形地貌、地层岩性、坡体结构、高陡临空面;外部条件包括:降雨、风化、地震、植被、人类工程活动等。根据野外勘查分析,花市村崩塌危岩带危岩形成机制主要有以下两点。

(1)地形地貌

崩塌多为陡崖,陡崖岩体临空卸荷,岩体应力进行重新调整分布,在斜坡坡脚处产生应力集中,从而使陡坡产生向临空方向的坠落、滑移、倾倒变形,随着变形时间增长,张裂隙逐渐向深部扩展,致使边坡岩体整体性能降低,形成崩塌、危岩等地质灾害。

(2)地层岩性及不利结构面组合关系

崩塌体岩性为花岗岩,节理裂隙发育,表层风化作用较强烈,且在岩体中外倾结构面发育,在外倾结构面的影响下,岩体极易产生崩塌、掉块等不良地质现象。

综上所述,地形地貌、地层岩性、岩体结构特征等为危岩的发育提供了重力和基本物质条件,长期的地壳内外引力作用是危岩形成的主要诱因。临空岩体开始出现变形,岩体内部形成上宽下窄的节理裂隙,随着流塑的进一步发展,变形范围扩大,拉裂缝向岩体的后侧推移,岩体后缘拉裂加剧,从而加剧岩体的重力卸荷作用,形成平行坡面的危岩结构面,并与已有构造裂隙构成危险结构面组合,在岩体重力作用下,岩体沿裂隙或结构面向下倾倒,从而形成危岩体。

3.危岩稳定性分析

3.1计算工况的选取

工况1:自重工况,只考虑危岩体的自重力作用。工况2:暴雨工况,危岩在强降雨情况下,裂隙(缝)水流通好,裂隙内充水(其中裂隙充水高度取裂隙深度的1/2~2/3)。工况3:地震工况,危岩体受自重力和水平地震力作用。工况4:自重状态+暴雨+地震。危岩体受自重力和水平地震力作用,裂隙内充水其中裂隙充水高度取裂隙深度的1/5~1/2)。

3.2稳定性计算公式

倾倒式危岩稳定性计算

(1)由后缘岩体抗拉强度控制(见图1)。

(2)由底部岩体抗拉强度控制(见图2)

3.3设计参数的选取

崩塌危岩体大部为中等风化花岗岩,节理裂隙发育。各物理力学指标参数经验值为岩体天然密度为2.5g/cm3,抗拉强度3.5Mpa,抗压强度140Mpa,结构面内摩擦角φ=75°,黏聚力c=31kPa。

3.4综合稳定性分析评价

危岩体存在陡直裂隙,上宽下窄,裂隙不断在扩张,表层有不同程度裂痕,岩石节理裂隙发育,风化强烈。对于危岩体进行了定量评价,见表1。通过稳定性计算结果可知,危岩体在工况1下处于基本稳定状态,在工况2下处于欠稳定状态;在工况3、4下,稳定性大大降低,处于不稳定状态。

4.结论

该区危岩体存在陡直裂隙,上宽下窄,裂隙不断在扩张,表层有不同程度裂痕,岩石节理裂隙发育,风化强烈。通过稳定性计算结果可知,危岩体总体处于不稳定状态,需要及时讲行治理。

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